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3.4.1 数字调制概述

2007-04-23 16:02 王达 电子工业出版社 字号:T | T
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本章主要介绍局域网、广域网,以及OSI各层主要功能及其工作原理这些基本的计算机网络通信技术,同时还将介绍计算机网络数据通信中常见的技术指标和参数。这些都是我们平常进行各种网络工程施工和系统设计的基础和前提。本节主要内容是数字调制概述。

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3.4.1  数字调制概述
1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念,从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了,但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以后才开始的。随着时代的发展,用户不再满足于听到声音,而且还要看到图像;通信终端也不局限于单一的电话机,而且还有传真机和计算机等数据终端。现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。
1.数字调制概述
数字信号的载波调制是信道编码的一部分,之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制,未经处理的数字信号源不能适应这些限制。由于传输信道的频带资源总是有限的,因此在充分得利用现有资源的前提下,提高传输效率就是通信系统所追求的最重要指标之一。模拟通信很难控制传输效率,最常见到的单边带调幅(SSB)或残留边带调幅(VSB)可以节省近一半的传输频带。由于数字信号只有“0”和“1”两种状态,所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关键控制载波的过程,因此数字信号的调制方式一般均为较简单的键控方式。
常用的数字调制技术有2ASK(Amplitude Shift Keying,幅移键控)、4ASK、8ASK、BIT/SK(Phase Shift Keying,相移键控)、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等,频带利用率从1bit/s/Hz~3bit/s/Hz。更有将幅度与相位联合调制的QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅调制)技术,目前数字微波中广泛使用的256QAM,其频带利用率可达8bit/s/Hz,8倍于2ASK或BIT/SK。此外,还有可采用减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术,为某些专门应用环境提供了强大的工具。近年来,四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展,并已应用于高速MODEM中,为进一步提高传输效率奠定了基础。总之,数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信,调制技术的种类也远远多于模拟通信,大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。
2.映射
信息与表示、承载它的信号之间存在着对应关系,这种关系称为“映射”。接收端正是根据事先约定的映射关系从接收信号中提取发射端发送的信息的。信息与信号间的映射方式可以有很多种,不同的通信技术就在于它们所采用的映射方式不同。实际上,数字调制的主要目的在于控制传输效率,不同的数字调制技术正是由其映射方式区分的,其性能也是由映射方式决定的。
一个数字调制过程实际上是由两个独立的步骤实现的:映射和调制,这一点与模拟调制不同。映射将多个二元比特转换为一个多元符号,这种多元符号可以是实数信号(在ASK调制中),也可以是二维的复信号(在PSK和QAM调制中)。例如在QPSK调制的映射中,每两比特被转换为一个四进制的符号,对应着调制信号的4种载波。多元符号的元数就等于调制星座的容量。在这种多到一的转换过程中,实现了频带压缩。
【责任编辑:雪花 TEL:(010)68476606-8008】

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